Piezocerámicas sin plomo sinterizadas a baja temperatura: procesamiento energéticamente efectivo y ambientalmente sostenible mediante sinterización por SPS

Los materiales piezoeléctricos son aquellos que pueden convertir la energía mecánica (presión, vibración o fuerza) en señales eléctricas y viceversa. Este fenómeno fue demostrado por los hermanos Jacques y Pierre Curie en 1880 y se produce en materiales como, por ejemplo, cuarzo, ciertas cerámicas y algunos polímeros.

Entre las cerámicas piezoeléctricas más importantes se encuentran las ricas en plomo conocidas como PZT (titanato circonato de Pb), sin embargo, existe la necesidad de encontrar materiales alternativos a los PZT ya que la volatilización del óxido de plomo durante el proceso de sinterización hace que permanezca en el medioambiente durante largos periodos de tiempo, produciéndose la acumulación de este metal en los seres vivos y provocando daños al cerebro y al sistema nervioso.

El objetivo de este proyecto es desarrollar métodos de sinterización a bajas temperaturas que permitan la consolidación y densificación de cerámicas piezoeléctricas libres de plomo por debajo de 400°C empleando tiempos de sinterización cortos y que sean económicamente sostenibles.

El CINN lidera el subproyecto 2 e investigará el procesamiento a bajas temperaturas de algunas cerámicas piezoeléctricas libres de plomo entre las que se encuentra el (K0,5Na0,5)NbO3 (KNN). Para ello, se emplearán métodos no convencionales de sinterización como por ejemplo el Spark Plasma Sintering (SPS) y la sinterización en frío (Cold Sintering Processing) (CSP).